Transport sûr et efficace de l'hydrogène
L'énergie du fer et de ses oxydes
Transporter l'énergie verte sous forme de fer : Telle est la vision d'un projet financé par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche et coordonné par l'UDE. L'hydrogène produit par l'énergie solaire, une réaction chimique et le transport sous forme de métal conduisent à un cycle durable pour produire de l'hydrogène aux endroits et aux moments où il est nécessaire. En collaboration avec des partenaires de Clausthal et de Brême ainsi que des partenaires industriels associés, l'équipe veut développer un concept pour sa mise en œuvre à l'échelle industrielle.
Image d'une couche d'oxyde de fer prise par microscopie électronique à balayage : La mesure EBDS (electron backscatter diffraction) révèle les structures des composés d'oxyde dans les différents cristaux. Les lignes noires montrent les chemins par lesquels l'oxygène peut se diffuser plus facilement dans le matériau.
© UDE/Silke Rink
L'hydrogène (H2) est hautement inflammable, très volatile et fragilise de nombreux matériaux. Cette combinaison a rendu le transport coûteux et inefficace jusqu'à présent. Une possibilité est de stocker et de transporter l'hydrogène sous forme d'ammoniac. Une équipe dirigée par le Dr Rüdiger Deike, professeur de métallurgie et de technologie de formage à l'UDE, poursuit en revanche une approche dont le cycle ressemblerait à ceci, par exemple :
Dans un endroit offrant un rayonnement solaire élevé et des ressources en eau facilement disponibles, par exemple sur le continent africain, en Australie ou en Amérique du Sud, des systèmes photovoltaïques fournissent de l'énergie électrique. Celle-ci est ensuite utilisée pour séparer l'eau en oxygène et en H2 dans une électrolyse. Il suffit ensuite d'une réaction chimique pour réduire le minerai de fer (oxyde de fer) et obtenir du fer - qui est expédié sous forme de mini-briquettes ou de pellets sans aucun risque pour l'environnement. À destination, la réaction inverse est déclenchée pour obtenir à nouveau de l'hydrogène et de l'oxyde de fer.
Bien que le processus sous-jacent de la vapeur de fer soit connu depuis longtemps, beaucoup de choses restent à éclaircir : les ingénieurs veulent identifier les alliages de fer appropriés qui peuvent subir les réactions chimiques aussi souvent que possible sans perte. "Sur cette base, nous voulons développer la combinaison la plus efficace, composée des meilleurs systèmes de matériaux et de la technologie de processus qui leur est adaptée", explique Deike, coordinateur du projet.
Le projet "Procédé fer-vapeur Me2H2" comprend en grande partie de la recherche fondamentale. Néanmoins, l'objectif final est de développer un concept pour la technologie des procédés et des installations à grande échelle, à l'échelle industrielle.
Le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF) finance le projet pendant trois ans à hauteur de 1,3 million d'euros dans le cadre du concours d'idées "République allemande de l'hydrogène". Outre les ingénieurs de l'UDE, l'Université de technologie de Clausthal et l'Institut Leibniz pour les technologies orientées vers les matériaux (IWT) de Brême sont également impliqués. Les partenaires associés sont thyssenkrupp Steel Europe AG et SMS group GmbH.
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